窒化物フィラーの表面処理、分散技術と樹脂の高熱伝導化

第1部 高熱伝導性コンポジット用h-BN剥離シートフィラーの開発

(2018年5月23日 10:00〜11:30)

　六方晶窒化ホウ素 (h-BN) は、絶縁性、高熱伝導率の電気的・熱的な機能特性を持っている材料です。また、硬度も低いため、混練時の装置摩耗による不純物の混入が少ないことで注目されるフィラーの一種です。一方で、h-BNは高価なフィラーでもあり、本講演では、h-BNを低フィラー充填で複合化したコンポジットの熱伝導率を向上させるための技術について述べたいと思っています。

1. なぜ樹脂系コンポジット材料が必要なのか
2. 樹脂系の高熱伝導性コンポジット材料の必要性
3. 主な絶縁系無機フィラー
4. 六方晶窒化ホウ素 (h-BN) とは
5. なぜh-BNはフィラーとして注目されるのか
6. 熱伝導性向上のためのh-BNフィラー
7. 機械的処理技術によるh-BNの高アスペクト化 (湿式ジェットミル処理による剥離化)
8. 機械的処理技術によるh-BNの高アスペクト化 (回転ディスクミル処理による剥離化)
9. 超音波等の機械的処理によるh-BNの剥離化
10. 剥離化したh-BNをフィラーとして用いたコンポジットの熱伝導率
11. 剥離化したh-BNをフィラーとして用いたコンポジットの機械特性
12. h-BNをフィラーとして用いたコンポジットの疲労特性
13. h-BNをフィラーとして用いた構造系複合材料への応用
• 質疑応答

第2部 窒化物フィラーの表面処理・最密充填・低フィラー化技術

(2018年5月23日 12:10〜13:40)

1. 窒化物フィラーの種類と熱伝導率
2. 窒化物フィラーコンポジットの粘度予測
   1. コンポジットの粘度予測式と適用範囲
   2. フィラー粒度分布を考慮したコンポジットの粘度予測理論
3. 窒化物フィラーの最密充填技術と低フィラー化技術
   1. フィラー最密充填理論
   2. フィラー最密充填によるコンポジットの高熱伝導率と低粘度の両立
   3. コンピューターシミュレーションを活用した新しい充填構造設計手法
   4. 窒化物フィラーの最密充填シミュレーション事例
   5. フィラーのハイブリッド化とネットワーク構造形成による低フィラー化技術
4. 窒化物フィラーの表面処理技術
   1. 窒化物フィラーのカップリング剤を用いた表面処理事例
5. 窒化物フィラーコンポジットの熱伝導特性評価
   1. コンポジットの熱伝導率予測式
   2. 国内外での窒化物フィラーコンポジットの開発動向
• 質疑応答

第3部 窒化ホウ素フィラー垂直配向による放熱シートの高熱伝導化と適用効果

(2018年5月23日 13:50〜15:20)

　サーマルインターフェースマテリアルは、放熱設計における解決手段の一つであり、電子機器の今後更なる発展に併せ、性能向上が必要とされる部材である。 　本講では、放熱シートの高熱伝導率化の一処方として、窒化ホウ素フィラーの配向制御を挙げ、作製したシートを評価し、その適用効果について紹介する。

1. サーマルインターフェースマテリアルの概要
   1. サーマルインターフェースマテリアルの製品分類
   2. 放熱シートの要求機能と課題
2. 窒化ホウ素フィラー垂直配向による放熱シートの高熱伝導化
   1. フィラー充填複合物の高熱伝導化技術
   2. 窒化ホウ素フィラーの特徴と狙いとするフィラー充填構造
   3. 窒化ホウ素フィラー垂直配向シート (HEATEX 絶縁タイプ)
3. 窒化ホウ素フィラー垂直配向シート (HEATEX 絶縁タイプ) の特性
   1. 伝熱特性評価
   2. 配向状態・配合因子による影響
4. まとめ
• 質疑応答

第4部 窒化ホウ素の薄膜化とプラスチックへの添加による放熱特性

(2018年5月23日 15:30〜17:00)

　近年、エコカー、情報通信機器等に用いられる電子部品の高出力化、小型化に伴って、高放熱性と、その背反特性である高絶縁性を両立する材料が求められている。カーボンナノチューブやグラフェン等のナノカーボンは熱伝導性に優れるが、導電性にも優れるため、絶縁材料への展開は困難であった。 　一方、窒化ホウ素 (BN) を薄層化してなるBNナノシート (BNNS) は、グラフェン類似の二次元構造を有し、極めて高い熱伝導性と絶縁性を有する。本講演では、BNNSの熱伝導性、絶縁性を含む各種特性、期待される応用について概説するとともに、演者らが開発したイオン液体や超酸を用いた湿式剥離法を中心としたBNNSの高効率合成法、およびプラスチックと複合化したナノコンポジットの特性について述べる。

1. 従来の高熱伝導化技術
   1. 汎用フィラーを用いた高熱伝導化
   2. ナノカーボンを用いた高熱伝導化
2. 窒化ホウ素ナノシート (BNNS) について
   1. BNNSの特性
   2. BNNSの応用
   3. BNNSの合成法と課題
3. 窒化ホウ素 (BN) の湿式剥離法によるBNNSの作製
   1. 有機溶媒を用いたBNの剥離
   2. イオン液体を用いた剥離
   3. 超酸を用いた剥離
4. BNNSとプラスチックからなる複合材料の作製と特性
   1. プラスチックとの複合化
   2. 複合材料の特性
   3. 開発材料と従来材料の比較
• 質疑応答